列管式石墨换热器管束的失效分析

针对贵州某化工厂用于磷酸浓缩的列管式石墨换热器因结垢堵塞及点腐蚀而导致的石墨管束失效现象和问题,对垢层及石墨管束等开展了宏观检查以及扫描电镜观察、化学成分分析、X射线衍射分析、热重分析和开孔气孔率测试等,以期掌握其失效机理并能有效控制。研究表明,垢层主要成分为碳酸钙、氟化钙和二氧化硅,结垢堵塞是由于磷酸中的杂质碳酸钙、二氧化硅和金属氧化物(氧化镁和三氧化二铁)含量偏高,且未及时定期对石墨管束进行除垢清理造成的;点蚀坑主要是由于垢下腐蚀引起的,垢层的疏松程度不同,点蚀坑的大小、数量和分布有所差异。垢层越疏松,磷酸越容易渗透,到达管内壁形成局部腐蚀,随着腐蚀时间的延长,管内壁出现点蚀坑现象。     

油田管道室内静态结垢模拟实验研究

目前油田注水设备及地面管线严重的结垢现象已经影响到油田正常的生产运行,而油田常见的结垢物主要为碳酸钙、硫酸钙等盐类垢,因此有必要对油田管道盐类垢的形成及影响因素进行分析。对4种常见的盐类垢进行了室内静态结垢实验,重点研究了结垢温度、作用时间以及管道材质对结垢速率的影响。实验结果表明:在40℃和80℃时,垢质晶体的形成速率较慢,而在60℃时,垢质晶体的形成速率较快,相同温度下,不同晶体类型的结垢速率也存在较大的差异;不同盐类垢均在8 h内的结垢速率最大,随着静置时间的延长结垢速率逐渐减小;钢制挂片表面的结垢量明显大于聚乙烯管道的结垢量,说明钢制挂片与介质发生的氧化反应对垢质的形成具有一定的促进作用。     

脱硅中液固循环流化床清洁传热

考察了铝土矿熟料溶出粗液脱硅加热过程中的结垢行为,采用有机-无机复合材质的惰性固体颗粒研究了循环流化床对脱硅加热过程中硅渣结垢的清除及防止性能.结果表明：硅渣结垢曲线为具有诱导期的渐近式曲线,硅渣结垢机理为结晶结垢和微颗粒沉积结垢混合机理;循环流化床不仅能有效防止硅渣结垢的形成,而且能完全清除已有的硅渣垢层,硅渣结垢的清除速率随操作流速及固体颗粒浓度的增大而增大;惰性固体颗粒的引入不影响硅渣结垢的机理.根据液固流化床的防垢机理建立了结垢模型,其预报值与实验值吻合较好.     

水平管内甲烷超临界压力加热的数值模拟

以甲烷为研究对象,采用CFD数值模拟二维水平管内超临界压力甲烷加热情况下的传热性能,分析了热流密度、质量流速和进口温度对其传热性能的影响规律,结果表明:当进口温度和质量流速一定时,随着热流密度的增加壁温增大,而表面传热系数减小;当进口温度和壁面热流密度一定时,表面传热系数随质量流速的增大而增大;当质量流速和壁面热流密度一定时,表面传热系数随进口温度的增大而增大。     

用晶种抑制沉积垢实验研究

用人工模拟硬水和实际蒸发原液为工质,分别在过冷和沸腾的情况下,进行结垢与抗垢的对比测试, 实验自晶析出晶种及添加垢质晶种对结垢过程的抑制作用。考察流体流速、壁面温度、主体温度和溶液浓度等参数对结垢速率的影响。探讨晶种粒度和晶种密度等因素对抗垢效果的影响。     

操作条件对循环冷却水系统腐蚀和结垢的影响

将达标排放的炼油废水经深度处理后回用于循环冷却水系统,是石油、石化行业节水减污一个行之有效的办法,但腐蚀和结垢则是实际应用中存在的严重问题。本文在动态模拟循环冷却水系统中,考察了流速、温度等因素对腐蚀和结垢的影响。研究表明,对于不锈钢试管,流速的变化只对点蚀速度有影响。其中,在1.0m/s时点蚀最厉害,在0.5m/s时点蚀最弱。流速的变化对试管腐蚀影响较小,只有个别时间存在腐蚀情况。对于不锈钢试管,温度的变化只对点蚀速度有影响,30℃对点蚀速度的影响最大,在20℃时点蚀最弱。温度的变化对试管腐蚀影响较小,只有个别时间存在腐蚀情况,随温度的增加冷却系统管壁结垢现象逐渐明显。无论从抑制系统结垢还是避免阻垢剂失效的角度来看,系统的温度应控制在30℃以内。     

LiOH/联氨处理法用于冷冻水系统防腐的可行性

采用失重法、电化学法及表面分析方法,研究了A106B碳钢、B10铜镍合金等冷冻水系统材质在LiOH/联氨介质体系中的腐蚀特性。结果表明,以LiOH为碱化剂调节冷冻水pH至10以上,辅以联氨除氧,可保证上述材质的腐蚀速率达标,同时金属表面未见有点蚀等局部腐蚀现象存在。LiOH/联氨联合处理法用于核电厂冷冻水系统防腐具有可行性。     

环道实验研究碳酸钙结垢规律

我国出产的石油大多数属于重油,结垢问题严重。通过设计环道实验,发现随着流速的增大,碳酸钙结垢诱导期加长,结垢速率减小,渐进污垢热阻减小;表面温度越高,结垢速率越大。之前的文献中很少讨论碱度对换热表面结垢的影响,本文对不同硬度及碱度含量的水质进行了实验研究发现,碱度越大结垢越严重;随着溶液硬度的增大,结垢速率先是增大,待增大至一定浓度时降低。     

艾哈代布油田注水井井下油管内腐蚀机理研究

为调查艾哈代布(AHDEB)油田注水井井下油管内壁腐蚀情况,对注水井井下油管进行检查。发现井下油管内壁结垢严重,存在严重的垢下局部腐蚀。通过X射线衍射仪(XRD)对不同深度井下油管内的垢样进行分析,发现上部与中部油管内部垢样成分主要为单质硫,铁的硫化物、氧化物和碳酸盐。下部油管内部垢样成分主要为CaCO3,铁的氧化物和硫化物。通过显微镜观察,发现中上部油管中的表层垢样结构较为疏松,底层垢样结构较为致密。下部油管中垢样较为致密。两种结构的垢层均容易产生垢下局部腐蚀。该油田井下油管腐蚀与结垢之间会形成自催化系统,相互促进。     

陇东油田里37区采出水回注管网防腐防垢治理技术研究

针对里37区采出水回注管网结垢腐蚀严重的问题,对里37区采出水水质进行了物化性能、腐蚀速率以及腐蚀结垢产物的分析,找出造成该区结垢腐蚀的主要因素,室内针对该水样进行了水处理药剂的研究与筛选。现场应用结果表明,通过除硫絮凝、杀菌过滤和缓蚀阻垢处理,可以解决该站采出水的腐蚀结垢问题。     

结晶垢结垢过程的传热传质模型

通过对结晶垢结垢过程传热传质机理的分析,证明了垢层表面温度随时间的变化会对结垢过程产生重大影响.据此提出了考虑垢层表面温度变化的描述结垢过程的传热传质模型.对恒壁温和恒热流条件下的结垢过程进行了详尽的分析和讨论.结果表明,对恒壁温情况必须考虑垢层表面温度随时间的变化,这一变化是导致结垢过程渐近特性的重要原因之一;而对恒热流情况,垢层表面温度随时间的变化很小,可以忽略它所带来的对结垢过程的影响.与实验数据比较表明,模型预测是正确可靠的.     

不同温度下CO2对管线钢母材/焊缝腐蚀行为研究

通过腐蚀实验和电化学实验研究了温度和CO₂协同作用对集输管道的腐蚀行为。结果表明：温度越高,时间越长,全面腐蚀速率和最大蚀坑深度越大,腐蚀形貌由全面腐蚀向点蚀转变。温度升高,开路电位和腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增大,电荷转移电阻减小,最大相位角减小,表明腐蚀加剧,同时母材的耐蚀性优于焊缝。在温度为40℃时,焊缝试样在低频出现第二个相位角峰值,说明在较高的温度条件下,焊缝腐蚀产物的扩散速率是关键影响因素。     

钻杆钢在高密度饱和盐水钻井液中的腐蚀研究

研究了一种复合盐溶液,密度可达1.78g/cm3的饱和盐水对钻井管材的腐蚀,采用挂片实验法,通过室内动态模拟试验发现,温度升高,钢在盐水钻井液中的腐蚀速率会增加;随着盐浓度增加,钢的腐蚀速率先增大后减小。在溶液pH值较小时,腐蚀速率将增大。根据实验结果,探讨了复合盐的腐蚀机理。     

海上油田换热器结垢原因探析

南海某海上油田换热器经常因为结垢发生堵塞,本文通过对换热器垢样及水质的分析,对海上油田换热器的结垢趋势进行了判定,确定引起加热器结垢堵塞的主要原因是硫酸钙垢的生成。随之我们又研究了水样温度及流速对换热器结垢的影响,试验结果表明随着温度的升高会加速硫酸钙垢的生成,而流速的增加却会减缓硫酸钙垢的生成。所以对于此海上油田换热器,可以通过适当降低换热温度及增加流速来缓解硫酸钙垢的生成。     

热油管道焊缝热影响区金属腐蚀行为研究

由于焊接工艺的影响,焊缝形成的一系列非均匀连续变化的热影响区,是管线钢最为薄弱的组织环节.相对于母材来说,X70钢的热影响区为粗大的针状及块状铁素体+粒状贝氏体及少量珠光体形态,强度和耐蚀性较弱.因此通过Gleeble 3500热/力模拟试验机的两次热循环模拟高强钢焊缝的热影响区,以胜利原油为实验介质,通过浸泡实验和腐蚀形貌表征分析了热油输送过程中不同温度和输送速率下的热影响区金属腐蚀形貌.结果表明:温度和流速增大均会导致热影响区金属全面腐蚀速率增大.在30～50℃范围内,金属腐蚀形貌以点蚀为主,在50～70℃范围内,金属腐蚀形貌由点蚀特征向全面腐蚀特征转变;而在所研究的流速范围内(1～4 m·s-1),热影响区金属以全面腐蚀为主,金属表面呈现沿流速方向的冲刷腐蚀特征.     

什么是冷却器的单台酸洗?要注意什么?

正冷却器的结垢不但要影响换热效率,而且久之会使垢层越来越厚,垢层下要发生严重的局部腐蚀,故最好在大检修时对结垢的冷却器进行单台酸洗。酸洗主要是针对那些易溶解于酸的某些硬垢和金属腐蚀氧化产物,至于对硅酸盐垢、无水硫酸钙垢的作用是有限的。酸洗用的酸主要有盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、柠檬酸等,其     

温度和管内流速对铝制内插扭带腐蚀行为的影响

研究了温度和管内流速对铝制内插扭带腐蚀行为的影响。结果表明:当温度较低时(不大于50℃),随着温度的升高,腐蚀速率增大;但当温度达到60℃时,在内插扭带试片表面形成了完整、致密的腐蚀产物膜,减缓了腐蚀反应的进行;此后,随着温度的继续升高,腐蚀产物膜的厚度进一步增加。另外,在不同的管内流速条件下,存在临界流速3 m/s。当管内流速大于3 m/s时,内插扭带试片表面的成核速率增大,腐蚀速率减小。     

挤压造粒机组冷却水系统剧烈振动原因分析

冷却水系统对降低挤压造粒机组筒体温度、保障安全、长久、稳定运行有着十分重要的意义。但是在现场检测中发现排气口附近存在明显的水气化声音,同时发生剧烈的振动。因此本文通过腐蚀形貌和最大蚀坑深度变化研究引起冷却水系统发生剧烈振动的原因。结果表明,随着进水温度的增加,结构钢最大蚀坑深度减小,结构钢腐蚀形态由点蚀转变为全面腐蚀。随着进水速率的增大,最大蚀坑深度先迅速增大后基本保持不变,腐蚀形态由全面腐蚀向点蚀和冲刷腐蚀转变。因此,要抑制不均匀腐蚀（点蚀和冲刷腐蚀）发生,进水温度应≥50℃,进水速率应<5 m/s。     

电化学噪声研究碳钢在高温环烷酸中的腐蚀行为

以南帕斯凝析油混炼减二线油品为研究对象,通过添加一定比例环烷酸,考察酸值对20#碳钢在高温油品中的腐蚀影响;采用电化学噪声(EN)分析不同温度下碳钢在高温环烷酸中腐蚀状况。结果表明,20#碳钢受高温环烷酸的腐蚀速率随温度的升高呈现出先增大后减小的规律;随酸值的增大,碳钢的腐蚀速率一直增大。在环烷酸的酸值为10 mg KOH/g,流速为1 m/s时,碳钢在280℃时腐蚀速率最高。     

电化学噪声研究碳钢在高温环烷酸中的腐蚀行为

以南帕斯凝析油混炼减二线油品为研究对象,通过添加一定比例环烷酸,考察酸值对20#碳钢在高温油品中的腐蚀影响;采用电化学噪声(EN)分析不同温度下碳钢在高温环烷酸中腐蚀状况。结果表明,20#碳钢受高温环烷酸的腐蚀速率随温度的升高呈现出先增大后减小的规律;随酸值的增大,碳钢的腐蚀速率一直增大。在环烷酸的酸值为10 mg KOH/g,流速为1 m/s时,碳钢在280℃时腐蚀速率最高。